特開 2024-175560 点灯装置及び照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175560

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】点灯装置及び照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/375 20200101AFI20241211BHJP

   H05B 45/36 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 45/395 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 47/18 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 45/355 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 45/10 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 45/20 20200101ALI20241211BHJP

   H05B 45/385 20200101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H05B45/375

H05B45/36

H05B45/395

H05B47/18

H05B45/355

H05B45/10

H05B45/20

H05B45/385

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093438

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関 圭介

(72)【発明者】

【氏名】大野 健

(72)【発明者】

【氏名】中山 航

(72)【発明者】

【氏名】森脇 淑也

(72)【発明者】

【氏名】日野 慎太郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 真史

(72)【発明者】

【氏名】下村 優太郎

(72)【発明者】

【氏名】杉本 正暁

【テーマコード（参考）】

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K273AA08

3K273BA26

3K273CA02

3K273CA12

3K273CA25

3K273EA07

3K273EA22

3K273EA35

3K273FA03

3K273FA04

3K273FA14

3K273FA26

3K273GA03

3K273GA12

3K273GA14

(57)【要約】

【課題】簡易な構成の回路によって、光源に出力される電圧を細かに制御する。
【解決手段】点灯装置２は、全波整流回路４と、第１コンデンサＣ１と、第１変換回路５と、第２コンデンサＣ２と、第２変換回路６と、を備える。第１変換回路５は、第１コンデンサＣ１によって平滑化された脈流電圧を、降圧する。第２変換回路６は、第２コンデンサＣ２から出力される第１直流電圧を第１直流電圧とは異なる第２直流電圧に変換し、一対の第３出力端６２に出力する。第１コンデンサＣ１の第１静電容量は、１μＦ以下である。第２コンデンサＣ２の第２静電容量は、第１静電容量の１００倍以上である。第１直流電圧は、１００Ｖ以下である。第２変換回路６は、ＭＯＳＦＥＴと、ＭＯＳＦＥＴを直接的又は間接的に制御するマイクロコントローラと、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の第１入力端と、一対の第１出力端と、を有し、交流電源から前記一対の第１入力端に入力される交流電圧を全波整流した脈流電圧を、前記一対の第１出力端に出力する全波整流回路と、
前記一対の第１出力端間に接続され、前記脈流電圧を平滑化する第１コンデンサと、
一対の第２入力端と、一対の第２出力端と、を有し、前記一対の第２入力端に入力される前記第１コンデンサによって平滑化された前記脈流電圧を降圧する第１変換回路と、
前記一対の第２出力端間に接続され、前記第１コンデンサによって平滑化され、前記第１変換回路によって降圧された前記脈流電圧を平滑化して、第１直流電圧として出力する第２コンデンサと、
一対の第３入力端と、一対の第３出力端と、を有し、前記一対の第３出力端は光源に接続され、前記一対の第３入力端に入力される前記第１直流電圧を前記第１直流電圧とは異なる第２直流電圧に変換し、前記一対の第３出力端に出力する第２変換回路と、を備え、
前記第１コンデンサの第１静電容量は、１μＦ以下であり、
前記第２コンデンサの第２静電容量は、前記第１静電容量の１００倍以上であり、
前記第１直流電圧は、１００Ｖ以下であり、
前記第２変換回路は、ＭＯＳＦＥＴと、前記ＭＯＳＦＥＴを直接的又は間接的に制御するマイクロコントローラと、を有する、
点灯装置。

【請求項2】

前記第２変換回路は、降圧チョッパ回路である、
請求項１に記載の点灯装置。

【請求項3】

前記第２変換回路を複数備え、
複数の前記第２変換回路の各々が有する前記一対の第３入力端は、前記一対の第２出力端と各々接続される、
請求項１又は２に記載の点灯装置。

【請求項4】

前記第２変換回路は、外部から入力される調光信号に応じて前記第２直流電圧の値を制御する、
請求項１又は２に記載の点灯装置。

【請求項5】

前記第１変換回路は、降圧チョッパ回路である、
請求項１又は２に記載の点灯装置。

【請求項6】

請求項１又は２に記載の点灯装置と、
前記光源と、を備える、
照明器具。

【請求項7】

定格電力が２５Ｗ未満である、
請求項６に記載の照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、点灯装置及び照明器具に関する。より詳細には、本開示は、交流電源を電源として光源を点灯させる点灯装置及び照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のＬＥＤ点灯装置は、商用交流電源を全波整流する全波整流器と、全波整流器の出力端に並列接続される第１のコンデンサと、第１のコンデンサに入力端を並列接続されるスイッチング電源回路部と、スイッチング電源回路部の出力端に接続されるＬＥＤ発光部と、ＬＥＤ発光部に並列接続される第２のコンデンサとを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１９０８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されたようなＬＥＤ点灯装置において、簡易な構成の回路によって、ＬＥＤ（光源）に出力される電圧を細かに制御したいという要望があった。

【0005】

本開示は上記事由に鑑みてなされ、簡易な構成の回路によって、光源に出力される電圧を細かに制御することができる点灯装置、及びこの点灯装置を備えた照明器具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る点灯装置は、全波整流回路と、第１コンデンサと、第１変換回路と、第２コンデンサと、第２変換回路と、を備える。前記全波整流回路は、一対の第１入力端と、一対の第１出力端と、を有し、交流電源から前記一対の第１入力端に入力される交流電圧を全波整流した脈流電圧を、前記一対の第１出力端に出力する。前記第１コンデンサは、前記一対の第１出力端間に接続され、前記脈流電圧を平滑化する。前記第１変換回路は、一対の第２入力端と、一対の第２出力端と、を有し、前記一対の第２入力端に入力される前記第１コンデンサによって平滑化された前記脈流電圧を降圧する。前記第２コンデンサは、前記一対の第２出力端間に接続され、前記第１コンデンサによって平滑化され、前記第１変換回路によって降圧された前記脈流電圧を平滑化して、第１直流電圧として出力する。前記第２変換回路は、一対の第３入力端と、一対の第３出力端と、を有し、前記一対の第３出力端は光源に接続され、前記一対の第３入力端に入力される前記第１直流電圧を前記第１直流電圧とは異なる第２直流電圧に変換し、前記一対の第３出力端に出力する。前記第１コンデンサの第１静電容量は、１μＦ以下である。前記第２コンデンサの第２静電容量は、前記第１静電容量の１００倍以上である。前記第１直流電圧は、１００Ｖ以下である。前記第２変換回路は、ＭＯＳＦＥＴと、前記ＭＯＳＦＥＴを直接的又は間接的に制御するマイクロコントローラと、を有する。

【0007】

本開示の一態様に係る照明器具は、前記点灯装置と、前記光源と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、簡易な構成の回路によって、光源に出力される電圧を細かに制御することができる、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る照明器具の外観斜視図である。

【図2】図２は、同上の照明装置の模式的な回路図である。

【図3】図３は、本開示の一実施形態に係る点灯装置が有する第２変換回路の模式的な回路図である。

【図4】図４は、同上の点灯装置の動作を説明するための波形図である。

【図5】図５は、同上の点灯装置の動作を説明するための波形図である。

【図6】図６は、比較例の点灯装置の動作を説明するための波形図である。

【図7】図７は、変形例１の照明器具の模式的な回路部である。

【図8】図８は、変形例２の点灯装置が有する第２変換回路の模式的な回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の実施形態に係る点灯装置２及び、点灯装置２を備える照明器具１について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態（変形例を含む）は、適宜組み合わせて実現されてもよい。

【0011】

（１）概要
以下、点灯装置２及び照明器具１の概要について、図２～図５を参照して説明する。

【0012】

照明器具１は、図２に示すように、点灯装置２と、光源３と、を備える。

【0013】

点灯装置２は、全波整流回路４と、第１コンデンサＣ１と、第１変換回路５と、第２コンデンサＣ２と、第２変換回路６と、を備える。

【0014】

全波整流回路４は、一対の第１入力端４１と、一対の第１出力端４２と、を有し、交流電源ＰＳから一対の第１入力端４１に入力される交流電圧Ｖａｃ（図４参照）を全波整流した脈流電圧Ｖｐ（図４参照）を、一対の第１出力端４２に出力する。

【0015】

第１コンデンサＣ１は、一対の第１出力端４２間に接続され、脈流電圧Ｖｐを平滑化する。

【0016】

第１変換回路５は、一対の第２入力端５１と、一対の第２出力端５２と、を有し、一対の第２入力端５１に入力される第１コンデンサＣ１によって平滑化された脈流電圧Ｖｐを降圧する。より詳細には、第１変換回路５は、第１コンデンサＣ１によって平滑化された脈流電圧Ｖｐが第１変換回路５の所定の出力電圧よりも大きい期間に降圧動作を行う。

【0017】

第２コンデンサＣ２は、一対の第２出力端５２間に接続され、第１コンデンサＣ１によって平滑化され、第１変換回路５によって降圧された脈流電圧Ｖｐを平滑化して、第１直流電圧Ｖｄ１（図５参照）として出力する。

【0018】

第２変換回路６は、一対の第３入力端６１と、一対の第３出力端６２と、を有し、一対の第３出力端６２は光源３に接続される。第２変換回路６は、一対の第３入力端６１に入力される第１直流電圧Ｖｄ１を第１直流電圧Ｖｄ１とは異なる第２直流電圧Ｖｄ２（図５参照）に変換し、一対の第３出力端６２に出力する。

【0019】

第１コンデンサＣ１の第１静電容量は、１μＦ以下である。

【0020】

第２コンデンサＣ２の第２静電容量は、第１静電容量の１００倍以上である。

【0021】

第１直流電圧Ｖｄ１は、１００Ｖ以下である（図５参照）。

【0022】

第２変換回路６は、図３に示すように、スイッチング素子６４であるＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）６４Ａと、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａを直接的又は間接的に制御するマイクロコントローラ６３と、を有する。

【0023】

マイクロコントローラ６３は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するコンピュータである。マイクロコントローラ６３の動作電圧は、一般的に５Ｖ以下である。

【0024】

ここにおいて、スイッチング素子６４としてゲート閾値電圧が５Ｖ以下であるＭＯＳＦＥＴ６４Ａを選択することによって、第２変換回路６内において、マイクロコントローラ６３の動作電圧を生成する回路と、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧を生成する回路とを共通化することができる。ここで、ゲート閾値電圧が５Ｖ以下であるＭＯＳＦＥＴ６４Ａのドレイン－ソース間電圧の定格値は一般的に１００Ｖ以下である。つまり、上述のように、第１変換回路５が、第２変換回路６に出力する第１直流電圧Ｖｄ１を１００Ｖ以下に制御することによって、マイクロコントローラ６３の動作電圧を生成する回路と、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧を生成する回路を共通化することができる。

【0025】

上記の構成により、簡易な構成の第２変換回路６によって、光源３に出力される第２直流電圧Ｖｄ２を細かに制御することができる。

【0026】

（２）照明器具の構成
以下に、本実施形態に係る照明器具１の構成について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0027】

照明器具１は、例えば、オフィスビルの執務室の天井などに直接又は取付器具を介して取り付けられる。ただし、照明器具１が設置される場所は、執務室の天井に限定されず、執務室及び執務室以外の居室などの壁面又は床面でも構わない。

【0028】

照明器具１は、図１に示すように、長尺の棒状に形成された器具本体１０と、透光性を有する合成樹脂によって形成されるカバー１１と、交流電源ＰＳ（図２参照）に電気的に接続される給電コネクタ１２と、を有する。また、照明器具１は、図２に示すように、点灯装置２と、光源３と、を備える。点灯装置２及び光源３は、器具本体１０とカバー１１との間の内部空間に収容され、光源３からの光がカバー１１を介して下方に照射される。

【0029】

点灯装置２は、図２に示すように、交流電源ＰＳと光源３との間に接続されており、給電コネクタ１２（図１参照）を介して交流電源ＰＳから光源３に供給される交流電圧Ｖａｃを制御する。ここで、交流電源ＰＳは、例えば商用電力系統（１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）である。なお、交流電源ＰＳは、２００Ｖ系の商用電力系統であってもよい。また、光源３は、電気的に直列に接続された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）３０を含む。以下に、点灯装置２の構成について説明する。

【0030】

点灯装置２は、図２に示すように、ヒューズＦ１、フィルタ回路７、全波整流回路４、第１コンデンサＣ１、第１変換回路５、第２コンデンサＣ２、第２変換回路６及び第３コンデンサＣ３を有する。

【0031】

フィルタ回路７は、交流電源ＰＳと全波整流回路４との間に設けられる。フィルタ回路７は、ノーマルモードノイズとコモンモードノイズの両方を除去するため、例えば、Ｙコンデンサ（バイパスコンデンサ）、コモンモードチョークコイル及びＸコンデンサ（バイパスコンデンサ）を有する。交流電源ＰＳの一端とフィルタ回路７との間にはヒューズＦ１が設けられる。

【0032】

全波整流回路４は、一対の第１入力端４１と、一対の第１出力端４２と、を有する。

【0033】

一対の第１入力端４１は、フィルタ回路７に接続され、交流電源ＰＳからフィルタ回路７を介して交流電圧Ｖａｃが入力される。

【0034】

全波整流回路４は、例えばダイオードブリッジ回路である。全波整流回路４は、図４に示すように、一対の第１入力端４１に入力される交流電圧Ｖａｃを全波整流して脈流電圧Ｖｐに変換して一対の第１出力端４２に出力する。

【0035】

第１コンデンサＣ１は、例えば無極性のフィルムコンデンサである。第１コンデンサＣ１の静電容量（第１静電容量）は１μＦ以下である。第１コンデンサＣ１は、全波整流回路４の一対の第１出力端４２間に接続される。第１コンデンサＣ１は、一対の第１出力端４２に出力される脈流電圧Ｖｐを平滑化する。なお、第１コンデンサＣ１はフィルムコンデンサに限定されず、セラミックコンデンサ等でもよい。

【0036】

第１変換回路５は、図２に示すように、一対の第２入力端５１と、一対の第２出力端５２と、を有する。

【0037】

一対の第２入力端５１は、全波整流回路４が有する一対の第１出力端４２と各々接続される。つまり、一対の第１出力端４２間に接続される第１コンデンサＣ１によって平滑化された脈流電圧Ｖｐである平滑電圧Ｖ１（図４参照）が一対の第２入力端５１に入力される。ここで、一対の第２入力端５１のうち平滑電圧Ｖ１の高電位側となる第２入力端５１を第２入力端５１１、平滑電圧Ｖ１の低電位側となる第２入力端５１を第２入力端５１２とする。

【0038】

第１変換回路５は、一対の第２入力端５１に入力される平滑電圧Ｖ１を、降圧する。なお、本実施形態では、第１変換回路５は降圧チョッパ回路である。ここで、一対の第２出力端５２のうち第１変換回路５によって降圧された平滑電圧Ｖ１の高電位側となる第２出力端５２を第２出力端５２１、第１変換回路５によって降圧された平滑電圧Ｖ１の低電位側となる第２出力端５２を第２出力端５２２とする。

【0039】

第１変換回路５は、スイッチング制御回路５３、ダイオードＤ１、スイッチング素子５４、及びインダクタＬ１を有する。スイッチング素子５４は、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ５４Ａである。なお、スイッチング素子５４は、ＭＯＳＦＥＴ以外に、例えばバイポーラトランジスタなどの他の半導体スイッチング素子であってもよい。

【0040】

図２に示すように、スイッチング制御回路５３は、一対の第２入力端５１間に接続される。

【0041】

第２入力端５１１から第２入力端５１２に、ダイオードＤ１、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａを順に接続した直列回路が接続される。より詳細には、ダイオードＤ１のカソードは第２入力端５１１に接続される。ダイオードＤ１のアノードはＭＯＳＦＥＴ５４Ａのドレインに接続される。ＭＯＳＦＥＴ５４Ａのソースは第２入力端５１２に接続される。また、ダイオードＤ１のアノードとＭＯＳＦＥＴ５４Ａのドレインとの接続点と、第２出力端５２２との間にインダクタＬ１が接続される。

【0042】

スイッチング制御回路５３は、例えば、制御ＩＣで構成される。スイッチング制御回路５３は、一対の第２入力端５１に入力される平滑電圧Ｖ１から生成される動作電圧によって動作する。

【0043】

スイッチング制御回路５３は、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａのゲートへのゲート電圧（ゲート・ソース間電圧）の印加を制御することにより、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａをオン／オフ制御する。スイッチング制御回路５３は、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａを例えば電流臨界モードでオン／オフ制御することが好ましい。なお、電流臨界モードとは、インダクタＬ１に流れる電流（回生電流）がゼロになったときにＭＯＳＦＥＴ５４Ａをオンする動作モードである。

【0044】

スイッチング制御回路５３は、第２コンデンサＣ２（後述する）によって平滑化された直流電圧である第１直流電圧Ｖｄ１（図５参照）が１００Ｖ以下となるように、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａをオン／オフ制御する。具体的には、スイッチング制御回路５３は、第１直流電圧Ｖｄ１が１００Ｖ以下となるようなデューティ比でＭＯＳＦＥＴ５４Ａをオン／オフ制御する。なお、スイッチング制御回路５３は、第１直流電圧Ｖｄ１が８０Ｖ以下となるように、ＭＯＳＦＥＴ５４Ａをオン／オフ制御することが好ましい。また、スイッチング制御回路５３は、第１直流電圧Ｖｄ１をモニタすることによって、第１直流電圧Ｖｄ１が一定になるようにデューティ比を制御してもよい。

【0045】

なお、第１変換回路５は降圧チョッパ回路であればよく、上記の構成に限定されない。

【0046】

第２コンデンサＣ２は、例えば有極性のアルミ電解コンデンサである。第２コンデンサＣ２の静電容量（第２静電容量）は第１コンデンサＣ１の第１静電容量の１００倍以上である。第２コンデンサＣ２は、第１変換回路５の一対の第２出力端５２間に接続される。第２コンデンサＣ２は、第１変換回路５によって降圧された平滑電圧Ｖ１を平滑化して第１直流電圧Ｖｄ１を出力する。詳細には、第２コンデンサＣ２は、第１変換回路５によって降圧された平滑電圧Ｖ１に含まれる、脈流成分に起因するリップル及びＭＯＳＦＥＴ５４Ａのオン／オフの切替動作に起因するノイズを低減する。なお、第２コンデンサＣ２はアルミ電解コンデンサに限定されず、タンタル電解コンデンサ等でもよい。また、第２コンデンサＣ２は固体高分子コンデンサであってもよい。

【0047】

第２変換回路６はスイッチング電源回路であり、光源３に出力される電圧をより細かに制御するための回路である。

【0048】

第２変換回路６は、図２及び図３に示すように、一対の第３入力端６１と、一対の第３出力端６２と、を有する。

【0049】

一対の第３入力端６１は、第１変換回路５が有する一対の第２出力端５２と各々接続される。つまり、第１直流電圧Ｖｄ１が一対の第３入力端６１に入力される。ここで、一対の第３入力端６１のうち第１直流電圧Ｖｄ１の高電位側となる第３入力端６１を第３入力端６１１、第１直流電圧Ｖｄ１の低電位側となる第３入力端６１を第３入力端６１２とする。

【0050】

第２変換回路６は、一対の第３入力端６１に入力される第１直流電圧Ｖｄ１を、第１直流電圧Ｖｄ１とは異なる第２直流電圧Ｖｄ２（図５参照）に変換し、一対の第３出力端６２に出力する。一対の第３出力端６２は光源３に接続されている。つまり、光源３には一対の第３出力端６２から、第３コンデンサＣ３（後述する）によって平滑化された第２直流電圧Ｖｄ２（出力電圧）が印加される。これによって光源３（複数のＬＥＤ３０）に点灯電流が流れ、光源３が点灯する。ここで、必要とされる出力電圧の大きさは、光源３に含まれる複数のＬＥＤ３０の個数、及び各ＬＥＤ３０の点灯開始電圧によって決定される。

【0051】

なお、本実施形態では、第２変換回路６は降圧チョッパ回路であり、第１直流電圧Ｖｄ１を降圧して第２直流電圧Ｖｄ２に変換する。ここで、一対の第３出力端６２のうち第２直流電圧Ｖｄ２の高電位側となる第３出力端６２を第３出力端６２１、第２直流電圧Ｖｄ２の低電位側となる第３出力端６２を第３出力端６２２とする。

【0052】

第２変換回路６は、制御電源回路６５、駆動回路６６、制御回路６７、ダイオードＤ２、スイッチング素子６４、抵抗Ｒ１及びインダクタＬ２を有する。スイッチング動作を行うスイッチング素子６４は、Ｎチャネルのエンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴ６４Ａである。

【0053】

図３に示すように、制御電源回路６５は、一対の第３入力端６１（６１１、６１２）間に接続される。制御電源回路６５の後段において、第３入力端６１１から第３入力端６１２に、ダイオードＤ２、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ及び抵抗Ｒ１を順に接続した直列回路が接続される。より詳細には、ダイオードＤ２のカソードは第３入力端６１１に接続される。ダイオードＤ２のアノードはＭＯＳＦＥＴ６４Ａのドレインに接続される。ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのソースは抵抗Ｒ１の一端に接続される。また抵抗Ｒ１の他端は第３入力端６１２に接続される。また、ダイオードＤ２のアノードとＭＯＳＦＥＴ６４Ａのドレインとの接続点と、第３出力端６２２との間にインダクタＬ２が接続される。

【0054】

制御電源回路６５は、一対の第３入力端６１に入力される第１直流電圧Ｖｄ１から、制御回路６７の主構成要素であるマイクロコントローラ６３を動作させるための動作電圧である動作電圧Ｖ２を生成する。また、制御電源回路６５によって生成される動作電圧Ｖ２は、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのオン／オフを切り替える駆動回路６６に入力され、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧としても利用される。制御電源回路６５は、例えば、３端子レギュレータ又はＤＣ－ＤＣコンバータ等を含む。

【0055】

制御回路６７は、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラ６３を主構成要素として備えている。つまり、制御回路６７による駆動回路６６の制御は、ハードウェアであるマイクロコントローラ６３と、マイクロコントローラ６３で実行されるソフトウェアとで実現される。

【0056】

制御回路６７は、光源３の照度を変更するための操作部８と接続される。操作部８は、例えば、ユーザによって操作される例えばロータリー式又はスライド式のスイッチを含む。操作部８は、ユーザの操作に応じて、光源３の照度を指示する調光信号Ｓｉｇ１を制御回路６７に出力する。調光信号Ｓｉｇ１は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号、ＤＭＸ（Digital Multiplex）信号等を含む。制御回路６７と操作部８とは、例えば有線接続される。なお、制御回路６７と操作部８とは、例えば、赤外線通信、９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線局（免許を要しない無線局）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信方式によって無線接続されてもよい。

【0057】

制御回路６７は、後述する第３コンデンサＣ３によって平滑化された第２直流電圧Ｖｄ２が、設定値となるように駆動回路６６を制御する。ここで、設定値は、光源３が、操作部８から入力される調光信号Ｓｉｇ１によって指示される照度となる電圧値である。つまり、制御回路６７は、外部から入力される調光信号Ｓｉｇ１に応じて第２直流電圧Ｖｄ２の値を制御する。

【0058】

制御回路６７は、駆動回路６６に制御信号を送信することで駆動回路６６を制御する。制御回路６７から駆動回路６６に送信される制御信号は、例えばＰＷＭ信号、アナログ電圧信号、ＵＡＲＴによって送信されるデジタル信号等が含まれる。

【0059】

駆動回路６６は、制御回路６７から送信される制御信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートへのゲート電圧の印加を制御して、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのオン／オフを切り替える。なお、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートに印加されるゲート電圧は、上述のように、制御電源回路６５によって生成される動作電圧Ｖ２である。より具体的には、駆動回路６６は、抵抗Ｒ１に発生する電圧をモニタしており、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａをオンにした後、抵抗Ｒ１に発生する電圧が閾値に達したときにＭＯＳＦＥＴ６４Ａをオフにする。また、駆動回路６６は、インダクタＬ２に流れる電流（回生電流）がゼロになったときにＭＯＳＦＥＴ６４Ａをオンする。この動作を繰り返すことにより、降圧チョッパ回路である第２変換回路６はインダクタＬ２におけるエネルギーの充放電を利用し、第１直流電圧Ｖｄ１を降圧する。抵抗Ｒ１に発生する電圧の閾値は、制御回路６７から送信される制御信号に基づいて設定される。このように、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａは、制御回路６７（マイクロコントローラ６３）によって、駆動回路６６を介して、間接的に制御される。

【0060】

なお、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのオン／オフ（スイッチング動作）は、マイクロコントローラ６３によって直接的に制御されてもよい。具体的には、マイクロコントローラ６３はＰＷＭ信号をＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートに入力するように構成されてもよい。これによって、マイクロコントローラ６３はＭＯＳＦＥＴ６４Ａを直接的に制御することができる。なお、この場合、マイクロコントローラ６３からＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートに供給される電流を増幅するためのゲートドライバ回路が、マイクロコントローラ６３の出力端子とＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートとの間に挿入されても良い。

【0061】

第３コンデンサＣ３は、例えば有極性のアルミ電解コンデンサである。第３コンデンサＣ３は、第２変換回路６の一対の第３出力端６２間に接続される。第３コンデンサＣ３は、一対の第３出力端６２に出力される第２直流電圧Ｖｄ２を平滑化する。詳細には、第３コンデンサＣ３は、第２直流電圧Ｖｄ２に含まれる、脈流成分に起因するリップル及びＭＯＳＦＥＴ６４Ａのオン／オフの切替動作に起因するノイズを低減する。なお、第３コンデンサＣ３はアルミ電解コンデンサに限定されず、タンタル電解コンデンサ等でもよい。また、第３コンデンサＣ３は固体高分子コンデンサであってもよい。

【0062】

（３）利点
以下に、本実施形態の点灯装置２及び点灯装置２を備える照明器具１が有する利点について説明する。

【0063】

（３．１）利点１
本実施形態の点灯装置２が有する第１コンデンサＣ１は静電容量（第１静電容量）が１μＦ以下であるため、交流電源ＰＳから点灯装置２に流れる入力電流Ｉｉｎ（図４参照）の波形を正弦波に近づけ、交流電源ＰＳの力率を改善することができる。以下に詳細に説明する。

【0064】

まず、比較例として、第１コンデンサＣ１に代わって静電容量が１μＦよりも十分大きい（例えば１００μＦ）コンデンサが一対の第１出力端４２間に接続された点灯装置の脈流電圧Ｖｐの平滑動作について説明する。

【0065】

図６に示すように、比較例のコンデンサの両端の電圧Ｖ１０は、第１期間Ｔ１（Ｔ１Ｂ）において、脈流電圧Ｖｐと等しくなる。また第１期間Ｔ１Ｂにおいては脈流電圧Ｖｐが第１変換回路５に印加される。つまり、第１期間Ｔ１Ｂにおいては、交流電源ＰＳから点灯装置２に入力電流Ｉｉｎが流れる。

【0066】

一方、第２期間Ｔ２（Ｔ２Ｂ）においては、比較例のコンデンサの放電速度が脈流電圧Ｖｐの変化速度よりも遅いため、脈流電圧Ｖｐが電圧Ｖ１０よりも低くなる。つまり、第２期間Ｔ２Ｂにおいては、第１変換回路５には脈流電圧Ｖｐが印加されず、電圧Ｖ１０が印加される。つまり、第２期間Ｔ２Ｂにおいては、交流電源ＰＳから点灯装置２に入力電流Ｉｉｎが流れない。このため、比較例において入力電流Ｉｉｎの波形は図６に示すような高調波成分が重畳され歪んだ状態となる。入力電流Ｉｉｎに重畳された高調波成分は、高調波成分が発生する機器と同じ電力系統に接続される他機器に対して、誤動作の発生、雑音等の影響を与える懸念がある。このため、入力電流Ｉｉｎに高調波成分が重畳されることを抑制することが望ましい。

【0067】

ここで、本実施形態の照明器具１は、定格電力が２５Ｗ未満の照明器具である。定格電力が２５Ｗ未満の照明器具は、電気機器の電源高調波電流の制限に関する規格であるＩＥＣ６１０００－３－２のクラスＣ限度を超えないことが規定されている。したがって、比較例のように入力電流Ｉｉｎの波形が高調波成分を含んでいる場合は、ＩＥＣ６１０００－３－２のクラスＣ限度を超えてしまう可能性があった。なお、ここで言う「定格電力」は、「定格入力電力」、「消費電力」などと表されることもある。

【0068】

ここで、入力電流Ｉｉｎが流れない第２期間Ｔ２の長さは、一対の第１出力端４２間に接続されたコンデンサの放電速度によって決まる。具体的には、一対の第１出力端４２間に接続されたコンデンサの放電速度が速いほど、第２期間Ｔ２の長さは短くなる。つまり、一対の第１出力端４２間に接続されたコンデンサの静電容量が小さいほど、第２期間Ｔ２の長さは短くなる。したがって、従来例のコンデンサよりも静電容量が小さい第１コンデンサＣ１が一対の第１出力端４２間に接続された本実施形態の場合、図４に示すように、第２期間Ｔ２（Ｔ２Ａ）の長さは第２期間Ｔ２Ｂよりも短くなり、入力電流Ｉｉｎの波形は正弦波に近づく。これにより、交流電源ＰＳの力率が改善する。これにより、本実施形態の照明器具１が接続される電力系統（交流電源ＰＳ）に接続される他機器への影響を低減することができる。

【0069】

一方、実施形態の第１期間Ｔ１（Ｔ１Ａ）の長さは比較例の第１期間Ｔ１Ｂよりも長くなる。つまり、第１コンデンサＣ１の両端の平滑電圧Ｖ１は、電圧Ｖ１０と比較して脈流成分に起因するリップルが多く残留した状態となる。このため、第１変換回路５によって降圧された平滑電圧Ｖ１にもリップルが残留した状態となる。ここで、一対の第２出力端５２間に接続される第２コンデンサＣ２の第２静電容量を第１コンデンサＣ１の第１静電容量の１００倍以上とすることにより、リップルが低減された略一定電圧の第１直流電圧Ｖｄ１を第２コンデンサＣ２から第２変換回路６に出力することができる。

【0070】

（３．２）利点２
本実施形態の点灯装置２が有する第１変換回路５が、第１直流電圧Ｖｄ１を１００Ｖ以下に制御することによって、光源３に出力される第２直流電圧Ｖｄ２を細かに制御するための第２変換回路６を簡易な構成とすることができる。換言すると、第１変換回路５が、第１直流電圧Ｖｄ１を１００Ｖ以下に制御することによって、簡易な構成の第２変換回路６によって、光源３に出力される第２直流電圧Ｖｄ２を細かに制御することができる。以下に詳細に説明する。

【0071】

本実施形態では、第２変換回路６は、制御電源回路６５によって生成される動作電圧Ｖ２が、マイクロコントローラ６３の動作電圧と、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧とを兼ねるように構成される。これにより、マイクロコントローラ６３の動作電圧を生成する制御電圧回路と、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧を生成する制御電圧回路とを別々に設けることなく、第２変換回路６を簡易な構成とすることができる。

【0072】

ここで、マイクロコントローラ６３の動作電圧は、一般的に５Ｖ以下（例えば５Ｖ）である。したがって、動作電圧Ｖ２が、マイクロコントローラ６３の動作電圧と、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲート電圧とを兼ねるようにするためには、スイッチング素子６４としてゲート閾値電圧が５Ｖ以下であるＭＯＳＦＥＴ６４Ａを選択する必要がある。つまり、例えば動作電圧Ｖ２を５Ｖに設定した場合に、動作電圧５Ｖがゲート電圧としてゲートに入力されることよりオン状態となるＭＯＳＦＥＴ６４Ａを選択する必要がある。一般的に、ゲート閾値電圧が５Ｖ以下であるＭＯＳＦＥＴ６４Ａのドレイン－ソース間電圧の定格値は１００Ｖ以下である。つまり、第１変換回路５が、第１直流電圧Ｖｄ１を１００Ｖ以下に制御することによって、本実施形態における第２変換回路６の構成を実現することができる。

【0073】

（４）変形例
以下、実施形態の変形例を列挙する。ただし上記実施形態と共通する構成要素については同じ参照符号を付して、適宜その説明を省略する。また、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。

【0074】

（４－１）変形例１
点灯装置２は、図７に示すように、第２変換回路６を複数（例えば２つ）備えてもよい。複数の第２変換回路６は、照明器具１が備える複数（例えば２つ）の光源３の各々に出力される電圧を制御する。

【0075】

以下の説明においては、２つの第２変換回路６を区別するために、第２変換回路６Ａ、６Ｂと記載する。また、２つの光源３を区別するために、光源３Ａ、３Ｂと記載する。なお、点灯装置２が備える複数の第２変換回路６の数は２つに限定されず、３つ以上でもよい。また、照明器具１が備える光源３の数は２つに限定されず、３つ以上でもよい。

【0076】

第２変換回路６Ａは一対の第３入力端６１Ａと、一対の第３出力端６２Ａと、を有する。一対の第３入力端６１Ａは、第１変換回路５の一対の第２出力端５２と各々接続される。一対の第３出力端６２Ａは光源３（３Ａ）に接続される。また、一対の第３出力端６２Ａ間には第３コンデンサＣ３（Ｃ３Ａ）が接続される。第２変換回路６Ａは、第１直流電圧Ｖｄ１を第１直流電圧Ｖｄ１とは異なる第２直流電圧Ｖｄ２に変換し、一対の第３出力端６２Ａに出力する。つまり、光源３Ａには一対の第３出力端６２Ａから、コンデンサＣ３Ａによって平滑化された第２直流電圧Ｖｄ２が印加される。

【0077】

第２変換回路６Ｂは一対の第３入力端６１Ｂと、一対の第３出力端６２Ｂと、を有する。一対の第３入力端６１Ｂは、第１変換回路５の一対の第２出力端５２と各々接続される。一対の第３出力端６２Ｂは光源３（３Ｂ）に接続される。また、一対の第３出力端６２Ｂ間には第３コンデンサＣ３（Ｃ３Ｂ）が接続される。第２変換回路６Ｂは、第１直流電圧Ｖｄ１を第１直流電圧Ｖｄ１とは異なる第２直流電圧Ｖｄ２に変換し、一対の第３出力端６２Ｂに出力する。つまり、光源３Ｂには一対の第３出力端６２Ｂから、コンデンサＣ３Ｂによって平滑化された第２直流電圧Ｖｄ２が印加される。

【0078】

光源３Ａは、例えば白色のＬＥＤ３０（３０Ａ）を複数含む。光源３Ｂは、例えば電球色のＬＥＤ３０（３０Ｂ）を複数含む。光源３Ａ、３Ｂの各々から出射された光が調光されて照明器具１から出射される。

【0079】

ここで、第２変換回路６Ａ、６Ｂは、照明器具１からの出射光の照度及び色を変更するための操作部８１に接続されている。操作部８１は、ユーザの操作に応じて、照明器具１の出射光の照度及び色を指示する調光信号を第２変換回路６Ａ、６Ｂに出力する。

【0080】

第２変換回路６Ａ、６Ｂ（が備える制御回路６７）は、操作部８１から入力された調光信号に応じて光源３Ａ、３Ｂの照度を各々制御することにより、照明器具１からの出射光をユーザが所望する照度及び色となるようにする。なお、第２変換回路６Ａ、６Ｂは各々１つの制御回路６７及び１つの制御電源回路６５を有してもよいし、第２変換回路６Ａ、６Ｂは１つの制御回路６７及び１つの制御電源回路６５を共有してもよい。

【0081】

（４－２）変形例２
第２変換回路６は、降圧チョッパ回路に限定されない。例えば、第２変換回路６は、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートに印加されるゲート電圧の大きさを制御することによりドレイン－ソース間のオン抵抗を変化させ、光源３に流れる点灯電流を制御してもよい。

【0082】

この場合、図８に示すように、第２変換回路６は、制御電源回路６５、駆動回路６６、制御回路６７、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ及び抵抗Ｒ１を有する。図８に示すように、制御電源回路６５は、一対の第３入力端６１（６１１、６１２）間に接続される。また制御電源回路６５と第３入力端６１２との接続点と、第３出力端６２２との間に、抵抗Ｒ１とＭＯＳＦＥＴ６４２の直列回路が接続される。

【0083】

駆動回路６６は、制御回路６７から送信される制御信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのゲートへのゲート電圧の大きさを制御して、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａのドレイン－ソース間のオン抵抗を変化させる。これにより、光源３に流れる点灯電流を制御する。

【0084】

（４－３）その他の変形例
駆動回路６６及びスイッチング素子６４（ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ）の機能は、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａを含む制御ＩＣによって実現されてもよい。この場合、動作電圧が１００Ｖ以下の制御ＩＣを選択すればよい。

【0085】

駆動回路６６、スイッチング素子６４（ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ）及び制御回路６７の機能は、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａを含む制御ＩＣによって実現されてもよい。この場合、動作電圧が１００Ｖ以下の制御ＩＣを選択すればよい。

【0086】

駆動回路６６、スイッチング素子６４（ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ）、制御回路６７及び制御電源回路６５の機能は、ＭＯＳＦＥＴ６４Ａを含む降圧チョッパ用の制御ＩＣによって実現されてもよい。この場合、動作電圧が１００Ｖ以下の制御ＩＣを選択すればよい。

【0087】

なお、上記の制御ＩＣは、降圧チョッパ回路用に限定されず、他の方式の降圧回路（例えばフライバックコンバータ）用の制御ＩＣであってもよい。また、上記の制御ＩＣは、一つのＩＣパッケージ内に駆動回路６６、スイッチング素子６４（ＭＯＳＦＥＴ６４Ａ）、制御回路６７及び制御電源回路６５等がパッケージされたＩＣである。

【0088】

このような制御ＩＣを用いることにより、第２変換回路６を小型化することができる。

【0089】

（５）まとめ
以上述べたように、第１の態様に係る点灯装置（２）は、全波整流回路（４）と、第１コンデンサ（Ｃ１）と、第１変換回路（５）と、第２コンデンサ（Ｃ２）と、第２変換回路（６）と、を備える。全波整流回路（４）は、一対の第１入力端（４１）と、一対の第１出力端（４２）と、を有し、交流電源（ＰＳ）から一対の第１入力端（４１）に入力される交流電圧（Ｖａｃ）を全波整流した脈流電圧（Ｖｐ）を、一対の第１出力端（４２）に出力する。第１コンデンサ（Ｃ１）は、一対の第１出力端（４２）間に接続され、脈流電圧（Ｖｐ）を平滑化する。第１変換回路（５）は、一対の第２入力端（５１）と、一対の第２出力端（５２）と、を有し、一対の第２入力端（５１）に入力される第１コンデンサ（Ｃ１）によって平滑化された脈流電圧（Ｖｐ）を降圧する。第２コンデンサ（Ｃ２）は、一対の第２出力端（５２）間に接続され、第１コンデンサ（Ｃ１）によって平滑化され、第１変換回路（５）によって降圧された脈流電圧（Ｖｐ）を平滑化して、第１直流電圧（Ｖｄ１）として出力する。第２変換回路（６）は、一対の第３入力端（６１）と、一対の第３出力端（６２）と、を有し、一対の第３出力端（６２）は光源（３）に接続され、一対の第３入力端（６１）に入力される第１直流電圧（Ｖｄ１）を第１直流電圧（Ｖｄ１）とは異なる第２直流電圧（Ｖｄ２）に変換し、一対の第３出力端（６２）に出力する。第１コンデンサ（Ｃ１）の第１静電容量は、１μＦ以下である。第２コンデンサ（Ｃ２）の第２静電容量は、第１静電容量の１００倍以上である。第１直流電圧（Ｖｄ１）は、１００Ｖ以下である。第２変換回路（６）は、ＭＯＳＦＥＴ（６４Ａ）と、ＭＯＳＦＥＴ（６４Ａ）を直接的又は間接的に制御するマイクロコントローラ（６３）と、を有する。

【0090】

この態様によれば、マイクロコントローラ（６３）の動作電圧を生成する回路と、ＭＯＳＦＥＴ（６４Ａ）のゲート電圧を生成する回路を共通化した、簡易な構成の第２変換回路（６）によって、光源（３）に出力される第２直流電圧（Ｖｄ２）を細かに制御することができる。また、第１コンデンサ（Ｃ１）の第１静電容量を１μＦ以下とすることにより、交流電源（ＰＳ）から点灯装置（２）への入力電流（Ｉｉｎ）を正弦波に近づけることができ、交流電源（ＰＳ）の力率を改善することができる。

【0091】

第２の態様に係る点灯装置（２）は、第１の態様において、第２変換回路（６）は、降圧チョッパ回路である。

【0092】

この態様によれば、第２変換回路（６）から光源（３）に出力される第２直流電圧（Ｖｄ２）を降圧動作によって細かに制御することができる。

【0093】

第３の態様に係る点灯装置（２）は、第１又は第２の態様において、第２変換回路（６）を複数備える。複数の第２変換回路（６）の各々が有する一対の第３入力端（６１）は、一対の第２出力端（５２）と各々接続される。

【0094】

この態様によれば、複数の異なる光源（３）の照度を各々制御することができる。

【0095】

第４の態様に係る点灯装置（２）では、第１～第３のいずれかの態様において、第２変換回路（６）は、外部から入力される調光信号（Ｓｉｇ１）に応じて第２直流電圧（Ｖｄ２）の値を制御する。

【0096】

この態様によれば、光源（３）の照度をユーザが所望する照度に制御することができる。

【0097】

第５の態様に係る点灯装置（２）では、第１～第４のいずれかの態様において、第１変換回路（５）は、降圧チョッパ回路である。

【0098】

この態様によれば、平滑電圧（Ｖ１）を降圧して、直流電圧に変換することができる。

【0099】

第６の態様に係る照明器具（１）は、第１～第５のいずれかの態様の点灯装置（２）と、光源（３）と、を備える。

【0100】

この態様によれば、マイクロコントローラ（６３）の動作電圧を生成する回路と、ＭＯＳＦＥＴ（６４Ａ）のゲート電圧を生成する回路を共通化した、簡易な構成の第２変換回路（６）によって、光源（３）に出力される第２直流電圧（Ｖｄ２）を細かに制御することができる。また、第１コンデンサ（Ｃ１）の第１静電容量を１μＦ以下とすることにより、交流電源（ＰＳ）から点灯装置（２）への入力電流（Ｉｉｎ）を正弦波近づけることができ、交流電源（ＰＳ）の力率を改善することができる。

【0101】

第７の態様に係る照明器具（１）は、第６の態様において、定格電力が２５Ｗ未満である。

【0102】

この態様によれば、定格電力が高い照明器具と比較して、ＩＥＣ６１０００－３－２等の規格で定められる電源高調波電流の制限が緩和される。

【符号の説明】

【0103】

１ 照明器具
２ 点灯装置
３ 光源
４ 全波整流回路
５ 第１変換回路
６ 第２変換回路
８ 操作部
４１ 第１入力端
４２ 第１出力端
５１ 第２入力端
５２ 第２出力端
６１ 第３入力端
６２ 第３出力端
６３ マイクロコントローラ
６４Ａ ＭＯＳＦＥＴ
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｃ２ 第２コンデンサ
Ｉｉｎ 入力電流
ＰＳ 交流電源
Ｓｉｇ１ 調光信号
Ｖ１ 平滑電圧
Ｖａｃ 交流電圧
Ｖｄ１ 第１直流電圧
Ｖｄ２ 第２直流電圧
Ｖｐ 脈流電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】